[實用新型]一種有壓隧洞漸變段結構

有效

• 申請號: 201120102582.6
• 申請日: 2011-04-11
• 公開（公告）號: CN202039332U
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: 田豐;陳昭友;吳昊;吳建軍;范雪寧;耿莉;耿波
• 申請（專利權）人: 黃河勘測規劃設計有限公司
• 主分類號: E02B9/06
• 分類號: E02B9/06
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 秦舜生

一、技術領域

本實用新型涉及有壓泄水或引水隧洞，特別是有壓泄水或引水隧洞的漸變段結構。

二、背景技術

在有壓泄水或者引水隧洞中，漸變結構一般由進口段、出口段和漸變段組成，其中漸變段是進口段到出口段的過渡段。漸變段常常被用來在不同形狀的隧洞過流斷面之間起平順連接的作用，通常包括兩種型式，一種型式是由矩形過流斷面過渡到圓形過流斷面的漸變段；另一種型式是由圓形過流斷面過渡到矩形過流斷面的漸變段。漸變段在有壓泄水或引水隧洞中得到廣泛使用。

目前通常使用的漸變段結構是在矩形斷面的四個轉角處采用斜圓錐面將矩形斷面或圓形斷面逐漸過渡到圓形斷面或矩形斷面。如圖1所示。在順水流方向，這種采用斜圓錐面的漸變段表面存在一定的突變，對于高速泄水隧洞，容易造成沖蝕現象，引起隧洞襯砌的破壞；對于引水隧洞，則加大了水頭損失，造成了更多的能量損耗。

三、實用新型內容

鑒于現有漸變段結構存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種在順水流方向更加平順地連接不同形狀的隧洞漸變段結構。

為實現所述目的，本實用新型依據了如下的技術方案。

有壓隧洞漸變段具有矩形口、圓形口以及置于兩者之間的連接曲面，所述的曲面是由漸變段某斷面上四段圓弧，首尾連接并且沿隧洞軸線方向連續變化、等比例縮放移動所形成。

將矩形口的四個頂點和四條邊的四個中點，與將圓形口按比例分為八份后形成的八個節點之間，一一對應連接為直線；所述的漸變段某斷面上四段圓弧，首尾連接后形成的連接點及每段圓弧的中點，均在上述的直線之間等比例縮放移動。

所述的矩形口是水流進口，圓形口是水流出口。

所述的矩形口是水流出口，圓形口是水流進口。

本實用新型的優越之處在于它在順水流方向上更加平順，對于高速泄水隧洞，能夠減輕沖蝕現象的發生，盡可能地避免因沖蝕而引起的隧洞破壞情況的發生；對于引水隧洞，則可以減小水頭損失，提供更多的水頭用于發電或其它用途。

四、附圖說明

附圖1是漸變段矩形變圓形四個轉角處采用斜圓錐面過渡的示意圖。

附圖2-1、附圖2-2是漸變段矩形變圓形采用本實用新型結構的示意圖。

附圖3-1、附圖3-2是漸變段圓形變矩形采用本實用新型結構的示意圖。

五、具體實施方式

本實用新型的具體結構請參照附圖1和附圖2。有壓隧洞漸變段具有矩形口1、圓形口2以及置于兩者之間的連接曲面3，所述的曲面是由漸變段某斷面上四段圓弧4，首尾連接并且沿隧洞軸線的方向連續變化、等比例縮放移動所形成。

對于矩形口1變圓形口3結構，通過合理的計算和設計，確定出漸變段的長度l₁、矩形口1斷面的高度h₁、寬度b₁和中心位置O₁。圓形口2斷面的半徑r₁和中心位置O₂。在上述參數都確定后，漸變段橫斷面的具體做法如下：①將矩形口1四個頂點A、B、C、D及四條邊各自的中點E作為矩形的八個節點，按照矩形兩節點間線段長度所占周長比例，遵循一一對應的關系，做出圓形口的八個節點A₁、B₁、C₁、D₁、E₁；②將矩形口和圓形口的等分節點以直線段A-A₁、B-B₁、C-C₁、D-D₁、E-E₁一一對應連接；③對于連接節點的直線段按照橫斷面距離矩形口和圓形口的長度比例進行劃分，確定每段圓弧的端點與中點；④如圖1所示，三點定位一圓弧，共四個圓弧，即組成所需漸變段橫斷面；可以證明，橫斷面為軸對稱圖形。

類似地，對于圓形口2變矩形口1結構，通過合理的計算和設計，確定出漸變段的長度l₂、圓形口斷面的半徑r₂和中心位置O₂，矩形口斷面的高度h₂、寬度b₂和中心位置O₁，在上述參數都確定后，按照前述類似步驟即可確定漸變段曲面。